Frezen in harmonie met CNC-machines verhogen de betrouwbaarheid

Computer numeriek bestuurde (CNC) freesmachines en bewerkingscentra hebben geleid tot de behoefte aan meer capabele en universele frezen. De ontwikkeling van meer geavanceerde freesgereedschappen in de afgelopen jaren is een antwoord op deze behoefte.

In het verleden was een speciaal of speciaal gereedschap in veel gevallen de enige efficiënte oplossing voor veel toepassingen, vooral omdat de batches groot waren. Tegenwoordig, wanneer meer flexibiliteit in de productie nodig is, bieden nieuwe freesconcepten breed toepasbare gereedschappen. Modern gereedschapsontwerp en fabricage hebben het mogelijk gemaakt om geavanceerde gereedschapsconcepten te realiseren die gebruikmaken van CNC-bewerkingsmachines, de productie-output te verhogen en het bewerkingsproces betrouwbaarder te maken.

De mal doorbreken
Standaardisaties in technologie zijn natuurlijk cruciaal voor productie, omdat we daardoor dezelfde taal spreken en de grenzen kennen die van toepassing zijn. Maar er zijn gevallen waarin normen het ontwikkelingstempo daadwerkelijk doorbreken. Het wordt dan noodzakelijk om te ontsnappen aan de beperkingen die de introductie van betere oplossingen in de weg staan. Een voorbeeld hiervan is de ontwikkeling van freesgereedschappen.

Frezen en wisselplaten werden vroeger gedefinieerd door ISO-normen en boden gebruikers uitwisselbare gereedschappen van verschillende gereedschapsleveranciers. Maar het moeten voldoen aan normen legde beperkingen op aan de frezen en wisselplaten. ISO-codes schrijven de vorm, dikte en ingeschreven cirkel van snij-inzetstukken voor, evenals de grootte van de wisselplaathoudende patronen en wigklemmen, samen met de gereedschapslichamen die ze vasthouden. Met slechts een beperkte reikwijdte op het gebied van wisselplaatkwaliteit, slijpen en spaanbrekerontwerp, werden leveranciers van gereedschappen en gebruikers die zich aan ISO-normen hielden, geconfronteerd met ernstige technologische en prestatiebeperkingen.

In tegenstelling tot ISO-stijl freesgereedschappen, bieden de huidige freesgereedschapconcepten gereedschapontwikkelaars de vrijheid om nieuwe frees- en wisselplaatontwerpen te gebruiken. Deze kunnen worden geoptimaliseerd om betere allround mogelijkheden te bieden voor CNC-bewerkingen. Bewerkingszekerheid, nauwkeurigheid, oppervlakteafwerking, mogelijkheden voor verschillende snijpaden, verwijderingssnelheden, uitsteeklengte van het gereedschap en machinale bewerking op hoge snelheid zijn zaken die beter kunnen worden aangepakt door middel van nieuwe freesconcepten.

De hedendaagse conceptfreesgereedschappen, geoptimaliseerd voor bewerkingen en materialen, worden algemeen aanvaard in de industrie. Ongeveer 80 procent van alle door Sandvik Coromant geleverde freesgereedschappen zijn bijvoorbeeld CoroMill-frezen. Deze verwijderen metaal meerdere malen sneller en met kleinere en beter gerichte snijkrachten dan mogelijk zou zijn met een ISO-standaard snijplotter. Met slechts een fractie van de typische uitloop van ISO-frezen, houden conceptfrezen consequent nauwere componenttoleranties aan en ontwikkelen ze ook minder (en gunstigere) snijkantslijtage. Axiale en radiale rondloop is minimaal en dit betekent een betere snijkantnauwkeurigheid voor een verbeterde oppervlakteafwerking, nauwere onderdeeltoleranties en een langere standtijd. Ze verdelen ook de bewerkingsbelastingen gelijkmatig om sneller te snijden met minder lawaai, trillingen en slijtage.

Deze moderne concepttools bieden ook de technologie voor hoge spiltoerentallen, frezen met snelle voeding en bewerking van harde onderdelen, evenals uitbreidingsmogelijkheden voor droog frezen. De ontwerpkenmerken van CoroMill maken het conceptgereedschap slanker van ontwerp, met een minimum aan instelling en onderhoud. Stijve en nauwkeurige freeslichamen zijn vervaardigd uit voorgehard staal met wisselplaten die nauwkeurig in frezen zijn geplaatst, waardoor er keuze is uit verschillende tandafstanden voor toepassingen.

Waarheid en gevolgen
De gevolgen van het gebruik van verouderde freesgereedschappen kunnen aanzienlijk zijn voor zowel de bewerkingseconomie als de productiezekerheid. Machinewerkplaatsen die frezen vervoeren en gebruiken die geen deel uitmaken van recentere conceptontwikkelingen, verliezen in aanzienlijke mate hun vermogen om concurrerend te zijn in de productie. Investeren in geavanceerde bewerkingscentra en andere machines met roterende spil voor het frezen, maar niet voortdurend bijwerken van de freesgereedschappen en wisselplaten, is slechts de helft van de afstand.

Met de vooruitgang in snijgereedschaptechnologie en CNC-bewerkingscapaciteit is er een groeiend potentieel voor fabrikanten die tot nu toe verouderde speciale frezen, kottergereedschappen of speciaal gereedschap gebruikten. Vaak zijn deze gereedschappen specifiek ontworpen of toegepast voor bepaalde sneden op een onderdeel of een familie van onderdelen. Dit heeft ertoe geleid dat als het gaat om roterende gereedschappen in bewerkingscentra, voor elke afmeting op een component een apart gereedschap nodig is.

Het gebruik van speciaal gedimensioneerde gereedschappen gaat gedeeltelijk terug tot de tijd dat frees- en kotterbewerkingen allemaal werden uitgevoerd in freesmachines of speciale machines met beperkte ascapaciteit. Vooral bij inwendige bewerkingen moest er voor elke diameter, vlak, afschuining en groef een gereedschap beschikbaar zijn – ook al was de variatie slechts een kwestie van enkele millimeters. Soms kon enige beperkte flexibiliteit worden ingebouwd door het gebruik van verstelbare inzetzittingen in patronen.

Met de grotere beschikbaarheid van meerassige CNC-bewerkingscentra is gereedschapsbeweging niet langer een beperking. In feite biedt het de mogelijkheid om één gereedschap te gebruiken voor meerdere, zo niet alle, verschillende sneden die nodig zijn. Het gemak van het programmeren van verschillende gereedschapspaden en het gebruik van methoden zoals helling en circulaire interpolatie, betekent dat een flexibel, breder inzetbaar gereedschap kan worden toegepast, waarbij dimensionale variaties op het onderdeel slechts een eenvoudige programma-aanpassing zijn.

Productietijd toegevoegd met minder gereedschap
Een Europese fabrikant van terreinwagens profiteerde van de toepassing van moderne conceptfrezen in een FMS-lijn bestaande uit horizontale bewerkingscentra. De lijn verspant verschillende soorten behuizingen voor assen voor wielladers. Als onderdeel van een groot efficiëntieproject gericht op het verbeteren van de prestaties bij de fabricage van componenten voor aandrijflijnassemblages, was een specifiek doel het verbeteren van de bewerking van zijbehuizingen door een hogere productiviteit.

Voorheen gebruikte de FMS-lijn speciaal kottergereedschap om de verschillende afmetingen van de gietijzeren zijhuizen te bewerken. Elk onderdeel heeft verschillende interne diameters en vlakken die machinaal worden bewerkt. In de bewerkingsanalyse die plaatsvond, werd erkend dat conceptfrezen verschillende van de vorige kottergereedschappen konden vervangen door niet specifiek te zijn voor boringen, enz. Een lange-snijkantfrees met een kleinere diameter zou bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt om te interpoleren, en dus machine, een reeks boringen. Het enige dat nodig is om een ​​andere dimensie te bewerken, is een programmawijziging. De frezen zijn als zodanig universeel voor verschillende afmetingen en bewerkingen.

Operators zien het nieuwe niveau van procesbeveiliging ook als een groot voordeel in hun werk, evenals het gemak en de betrouwbaarheid waarmee gereedschapsinstelling en onderhoud wordt uitgevoerd. Het klemmen van wisselplaten is eenvoudig met de centrale schroef die in de CoroMill-frezen wordt gebruikt. Het juiste aanhaalmoment wordt bereikt door de bijbehorende torxsleutel. Dit is een klein maar belangrijk punt voor het bereiken van procesbeveiliging.

De resultaten van de bewerkingsupgrade met CoroMill-conceptfrezen, met Coromant Capto-geïntegreerde koppelingen, omvatten een vermindering van de bewerkingscyclustijd van 25 procent, de vermindering van het aantal gereedschappen met 50 procent en een hoger procesveiligheidsniveau. De nieuwe bewerkingsmethode heeft ook de opstelling van componenten in de machine verminderd. Geschat wordt dat nog eens 10 procent van de productietijd beschikbaar is gekomen door de bewerkingsverbeteringen.